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2016年1月15日 星期五

leiphone 張馳

这些协作机器人,你一定要关注

協作機器人(Collaborative robots)會在人類身邊協助工作,由於價格較低,適應性強而且使用方便,許多中小企業都會使用這種技術。有分析師預計,協同工作機器人在未來幾年會有很大的增長。

協作機器人的興起也有多個原因:在空間有限的生產線上能被直接裝在人類身邊;價格適中且易於訓練;靈活性強,能處理小批量重複性的工作,和部分挑戰性工作。

工業機器人一般有嚴格的工作區別,以免傷到人類;服務型機器人在工作時則靈活得多;協作機器人的尺寸和形狀多樣,整合了感測器,外形上也會軟化處理以保證安全,降低衝撞、擠壓和旋轉時的風險。限制了力量的關節是協作機器人最大的安全特徵,可根據衝擊情況感受力的作用,並快速作出反應。

多數專業的服務型機器人在設計上都是協作型的,所以協作機器人也並非只供企業或製作行業使用。辦公室,家庭,實驗室,倉庫,農場,配送中心,醫院等地都在用服務型機器人協助工作。協作機器人應用很廣,但現在多限於材料運輸,裝配和包裝等,它們也能做一些安放、計算和檢查類工作,隨著使用越來越多,用途也會增加。

成長潛力
根據MIT研究人員在BMW工廠的一項研究,人類與協作機器人共同工作效率會比人或機器單獨工作要高,而且能減少85%的工作閒置時間。

現在,協作機器人的市值僅占機器人行業的5%,但預期增長很大。事實上,市場對協作機器人及無人機的接受,被認為會顯著帶動非工業機器人的增長,而且增長程度很可能是指數級的,會在近期發生。

據預測,協作機器人從2015年到2020年會增長十倍,市值從2014年的9500萬美元漲到10億美元,而羽量級機器人會在兩年內大受歡迎,價格降到1.52萬美元。分析公司TechNavio預計,到2019年全球協作機器人高值的年複合增長率會是50.88%

公司及產品
感測器和計算成本的降低使協作機器人的價格越來越廉價,更吸引人的是它們易於使用,比大型工業機器人更容易裝配。2005年歐盟啟動中小企業機器人項目,希望提升工業效率,減少勞動密集型工種的流失。這推動了協作機器人的發展,並催生了一批協作機器人及公司。

Rethink Robotics
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這家波士頓公司的主力產品是雙臂工業機器人Baxter,它能完成一些高階任務,如在產品線中移除有缺陷的產品,將完成品裝進盒子,進行基本的質控檢查。Baxter基礎價2.5萬美元,基座,抓取器和軟硬體服務另算,使用壽命是3年,每週可工作40小時,在勞動力市場很有競爭力。

Rethink還有另一款單臂機器人Sawyer,主要用於機器維護,電路板測試和其它精細重複性工作,價格是2.9萬美元。這種機器人在亞洲很有市場。

Universal Robots
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它的單臂6軸機器人在市場上很成功,每年可生產5K多台,現在有了第三個產品。Universal的三款機器人形式相同,只是尺寸我負載有異。UR3UR5UR10分別能抓取3510KG的物體,價格則是2.34.5萬美元。

UR3可堆疊小型物體,進行粘合及擰緊等操作,並能使用工具,焊接並畫畫。它的工作範圍是50cm,能在較小空間內工作。Universal已經與BMW合作,在工廠中使用UR機器人,而且測試效果十分好,以至於BMW表示要翻倍增加這種低價,便捷,程式設計簡單的協作機器人。Teradyne在去年5月以3.5億美元收購了Universal

MRK-Systeme
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這是德國一家工業機器人技術整合公司,它有兩種協作套裝軟體,能用於KUKA5SI低負荷機器人:SafeGuiding可用于手動移動機器人,並教它如何工作;SafeInteraction可為機器人控制系統提供五種人工安全功能。

F&P Personal Robotics
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這家瑞士公司的協作機器人主打安全和功能,有情境感知能力,包裝上用的柔性材料,有控制性的力感測器,電機扭矩可被控制器控制。它的軟體使用深度學習技術,可根據人類回饋提升工作能力。F&P近期推出的P-Rob 2是一體式機器臂,基底控制PC集成了感測器和軟體。

Bosch
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這家德國公司開發有APAS系列協作機器人,已經安裝了50個,主要用於內部動作。它在安全上主要由特殊的傳感皮膚和軟體控制實現,操作訓練可在示教器上的圖形介面上完成。另外機器人還可安裝3D相機系統。APAS是第一款獲認證的輔助系統,即它可放在人類身邊工作。

ABB
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它是四大全球工業機器人廠商之一,最近發佈了一款兩臂協作機器人YuMi,能做一些高階工作,比如精確完成手機平板的小部件裝配。YuMi甚至能穿針引線,精度十分高。

2015年初,ABB收購協作機器人公司Gomtec,後者有單臂機器人RobertaRoberta是一組模組化6軸機器人,有定制無刷電機和諧波傳動,還能附加安全感測器和關節轉矩感測器。

MABI Robotic
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這家瑞士公司有單臂桌面機器人Speedy 10,這是一款6軸羽量級機器人,易於訓練,但安全性未知。它負荷10kg,可用圖形介面控制。

FANUC (發那科)
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它家的CR-35iA是其第一款協作機器人,負荷能達到35kg,是現在能力最強的;而且使用了全面的安全措施,包括柔軟的橡膠殼,多種感測器(視覺或3D區域感測器)等。

CR-35iA不適合窄小的空間,也就不適合電子產品流水線,不過由於負重大,可以用在放置輪胎等人類難以勝任的苦力活。

Smokie Robotics
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這家美國公司開發有單臂機器人,可配置為37個自由度。它家的Open Unit Robot-1 (OUR-1) 使用開源結構,可快速整合進現有產品系統中,負荷5KG,適合勞動力密集的3C產品線。

OUR-2今年第一季出。

Kuka Robot Group
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這家德國公司也是四大工業機器人廠商之一,其最早的協作機器人是LBR iiwa (意為輕量機器人,智慧工業助手)。機器人有7個關節扭矩感測器,這讓控制系統可檢測出外部施加的力;它還像人類一樣第三,能快速向控制器輸入資訊,安全控制機器運動。

LBR iiwa完全符合行業安全標準ISO 10218,以及新的人機協作標準ISO 12100ISO 13849。通過程式設計,LBR可自動完成任務,但它仍能小心地靠近物體並根據條件變化進行調整,例如,如果一個工件沒有適當安放,那機器人會調整其運動序列,限制或監控工作空間和及機器間或人機間的安全區域。

Kuka產品較格較貴,一般在10萬美元以上,如果便宜些會更具吸引力。

Kawada Industries
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這家公司的機器人部門幫助開發過HRP人型機器人系列,並有Nextage兩臂工業機器人。它的機器人不僅能操作零件,還能在一個輪型底座上移動,與另一小些的移動機器人協作。在安全性上,它家的機器人在狀況有一個立體視覺攝影機,通過使用低功率馬達和肘部控制,兩支手臂即使是工作時也不會隨時伸張。

協作機器人的未來
隨著機器人從嚴格限定的環境中,走向與人類一同工作,工作場景從繁重的工業應用發展,到提供協助並增強人類的技術,越來越多的公司開始看到這種改變,他們也願意參與其中,以免被時代拋棄。很多公司開始收購或投資機器人公司,以擴充產品和服務。

Universal Robots這樣的公司開了個好頭,KukaABBFANUC等也會繼續處於領先地位。不過競爭會愈發激烈,在今年結束時,協作機器人的市值可能高達5億美元,那些靈活性強,易於訓練的系統會更具競爭力。

中小企業市場很龐大:全球600萬家公司,佔據製造業的70%比重。許多成本較低且易用的機器人工具,都能快速應用於多數公司的製造過程,這也是為什麼不難想像,協作機器人會在這兩年呈現爆發式增長。

via ieee

                                                                                                                                                                                                                            

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